CN105662552B - 基于3d打印技术的颌面部穿刺导航装置及其制备方法 - Google Patents

基于3d打印技术的颌面部穿刺导航装置及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，为3D打印而成的一体化装置，包括牙套和至少一个穿刺柱，还包括用于连接牙套和穿刺柱的连接装置，所述穿刺柱中设通孔，为穿刺孔。还公开了其制备方法。发明的基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置通过牙套固定于上牙，不易移位，定位更精准。同时可以在同一导航装置上设置多个穿刺孔，进行多靶点穿刺或同靶点不同路径穿刺，提高手术成功率。另外，可以在同一连接装置的固定杆上设计两个导向杆，使两个穿刺柱的穿刺孔位于同一条直线，进一步提高穿刺针道的精确度。

Description

基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置及其制备方法，属于医学图像处理及应用领域。
背景技术
颅神经痛(如三叉神经痛、舌咽神经痛、蝶腭神经痛等)为典型的神经病理性疼痛，发作时疼痛剧烈，严重影响患者的日常生活，更有甚者因此轻生。
一般情况下，颅神经痛患者可以通过药物治疗得到一定的控制，但当病情进展或因各种原因不能药物治疗时，微创治疗是医患的共同选择。射频热凝术因具有较好的近期和远期疗效而成为目前最常用的微创治疗方法，它是经颌面部皮肤将射频穿刺针进入颅内、外目标区域(卵圆孔、圆孔、颈静脉孔、茎乳孔等)神经节、神经根、神经干等部位，有选择地破坏相应疼痛区域的神经纤维，继而达到较长期治疗颅神经痛的目的，精准穿刺是颅神经阻滞、射频及球囊压迫等微创治疗的共同路径及关键步骤。
颅神经微创治疗目标区域(如卵圆孔三叉神经半月节、圆孔上颌神经干、颈静脉孔舌咽神经出颅处等)周围分布有重要的组织结构，而且个体变异较大，因此对穿刺要求极高。传统模式下医师依据操作规范进行体表解剖定位，完全凭借个人经验进行穿刺，常需要反复穿刺和透视定位。穿刺不到位不能达到治疗效果；反复穿刺还会引发出血、失明、全脊髓麻醉等严重不良反应；反复影像定位增加了医患放射暴露，同时也占据了有限的医疗资源。3D打印个性化导航系统可以实现微创治疗个体化和精准化，较其他定位技术学习曲线更短、前期费用投入更低、可推广性更强。
目前，中国专利文献CN104287839A和CN204192714U公开了结构类似的导航模板，以上模板利用3D技术打印一个贴合患者面部的面罩，上有用于穿刺的穿刺柱，该面罩通过鼻罩、面罩架固定于面部。该导航模板主要利用鼻梁及耳根部定位、固定，故面罩面积较大，打印时间较长，成本较高。另外，因为有头发等干扰因素，耳部不易贴合；大片的面罩贴合在面部会给人不适的感觉；对于皮下脂肪较厚的人而言，面部表情还会导致面罩移动，从而影响定位。该模板结构不紧实，在运输过程及消毒过程中，易发生变形而影响其精准性。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，该装置能辅助进行安全、精准的颌面部穿刺。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，为3D打印而成的一体化装置，包括牙套和至少一个穿刺柱，还包括用于连接牙套和穿刺柱的连接装置，所述穿刺柱中设通孔，为穿刺孔。所述连接装置由与牙套连接的固定杆和与穿刺柱连接的导向杆组成，所述固定杆数量为一根或数根，每根固定杆上可连一根或多根导向杆，每根导向杆上可设一至多个穿刺柱。
所述连接装置由与牙套连接的固定杆和与穿刺柱连接的导向杆组成，所述固定杆数量为一根或数根，每根固定杆上可连一根或多根导向杆，二根以上的导向杆可连接到同一穿刺柱上。所述牙套为上牙牙套，能套住上牙4-6颗。
所述牙套为咬合牙套，通过上下牙同时咬合起到固定作用。
所述穿刺柱有两个，两个穿刺柱的穿刺孔位于同一条直线。
所述穿刺柱多于两个，其中任意两个穿刺柱的穿刺孔位于同一条直线，或者不位于同一条直线。
本发明还公开了上述的基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置的制备方法，其步骤包括：
A、对患者包括牙齿在内的颌面区进行CT薄层扫描，获取扫描数据；
B、将扫描数据导入医学建模软件，建立颌面部骨骼的三维立体数字模型，并标注出可能治疗的目标位置，该三维立体数字模型包括患者的齿模；
D、根据立体数字模型，用软件建立到达目标位置的模拟最佳穿刺针道及穿刺深度，最佳穿刺针道需要避开沿路的重要血管和神经；
E、将患者的三维立体数字模型及模拟的最佳穿刺针道数据导入软件中，生成权利要求1所述的穿刺导航装置模型，使得穿刺孔与模拟的最佳穿刺针道相对应；
F、将生成的穿刺导航装置数据导入3D打印装置打印出来即可。
本发明的基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置通过牙套固定于上牙，不易移位，定位更精准。同时可以在同一导航装置上设置多个穿刺孔，进行多靶点(卵圆孔、圆孔、颈静脉孔、茎乳孔等)穿刺或同靶点不同路径穿刺(如圆孔的经眶、颧弓下入路)，进一步提高手术成功率。另外，可以在同一连接装置的固定杆上设计两根导向杆，使两个穿刺柱的穿刺孔位于同一条直线，进一步提高穿刺针道的精确度；也可在同一导向杆上设置大于等于两个穿刺柱，以满足多靶点穿刺需要。本发明的基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置较背景技术中所述两种导航模板稳定性强、耗材少、打印时间短、性价比高，而且定位更精准，使用范围更广泛，可以进行多种颅神经的穿刺(如三叉神经、舌咽神经、面神经、蝶腭神经等)。该导航系统不仅可以用于颌面部神经的精准穿刺，而且可以用于其他疾病的诊疗，如颌面部肿瘤的精准活检、化学毁损治疗、放射粒子置入、整形修复手术等，总之，所有影像学上证实可以到达的穿刺部位都可以使用该导航系统进行辅助穿刺。
附图说明
图1为本发明的实施例2的颌面部穿刺导航装置的结构示意图。
图2为本发明的实施例3的颌面部穿刺导航装置的结构示意图。
图3为本发明的实施例4的颌面部穿刺导航装置的结构示意图。
图4为本发明的实施例5的颌面部穿刺导航装置的结构示意图。
图5为本发明的实施例6的颌面部穿刺导航装置的结构示意图。
图6为本发明的实施例6的颌面部穿刺导航装置的结构示意图。
图7为本发明的实施例7的颌面部穿刺导航装置的结构示意图。
图8为本发明的实施例8的颌面部穿刺导航装置的结构示意图。
图9为本发明的实施例9的颌面部穿刺导航装置的结构示意图。
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步说明。
具体实施方式
实施例1
本基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置的制备方法，其步骤包括：
A、对患者的兴趣区(包括牙齿)进行CT薄层扫描，获取扫描数据；
B、将扫描数据导入医学建模软件，建立兴趣区的颌面部骨骼三维立体数字模型，并标注出目标位置，该三维立体数字模型包括患者的齿模；
D、根据立体数字模型，用软件建立到达目标位置的模拟最佳穿刺针道及穿刺深度，最佳穿刺针道需要避开重要血管和神经；
E、将患者的三维立体数字模型及模拟的最佳穿刺针道数据导入软件中，生成权利要求1所述的穿刺导航装置模型，使得穿刺孔与模拟的最佳穿刺针道相对应；
F、将生成的穿刺导航装置数据导入3D打印机打印出来即可。
实施例2
如图1所示，本基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，为打印而成的一体化装置，包括固定装置和一个导向装置，所述固定装置包括固定杆1和牙套2，牙套为上牙牙套，能套住上牙4-6颗，所述导向装置包括导向杆3和穿刺柱4，所述穿刺柱中设通孔，为穿刺孔5，所述固定装置的固定杆与导向装置的导向杆连接构成连接装置。
实施例3
如图2所示，本基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，为打印而成的一体化装置，包括固定装置和两个导向装置，所述固定装置包括固定杆1和牙套2，牙套为上牙牙套，能套住上牙4-6颗，所述导向装置包括导向杆3、6和穿刺柱4、7，所述穿刺柱中设通孔，为穿刺孔5、8，所述固定装置的固定杆与导向装置的导向杆连接构成连接装置,且两个穿刺柱4、7的穿刺孔5、8为同轴通孔，定位到颌面部的同一位置上。
实施例4
如图3所示，本基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，为打印而成的一体化装置，包括固定装置和两个导向装置，所述固定装置包括固定杆1和牙套2，牙套为上牙牙套，能套住上牙4-6颗，所述导向装置包括导向杆3和穿刺柱4，所述穿刺柱中设通孔，为穿刺孔5，所述固定装置的固定杆与导向装置的导向杆连接构成连接装置,且两个穿刺柱4的穿刺孔5不在同一条直线上，而是定位到颌面部的两个不同位置上。
实施例5
如图4所示，本基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，为打印而成的一体化装置，包括固定装置和三个导向装置，所述固定装置包括固定杆1和牙套2，牙套为上牙牙套，能套住上牙4-6颗，所述导向装置包括导向杆3、6和穿刺柱4、7，所述穿刺柱中设通孔，为穿刺孔5、8，所述固定装置的固定杆与导向装置的导向杆连接构成连接装置,且两个穿刺柱4、7的穿刺孔5、8为同轴通孔，定位到颌面部的同一位置上，另一穿刺柱的穿刺孔定位到颌面部的不同位置上。
实施例6
如图5-6所示，本基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，为打印而成的一体化装置，包括牙套2、穿刺柱4和连接杆9，所述穿刺柱4中设通孔，为穿刺孔5。本装置中，连接装置两端分别为牙套2和穿刺柱4。
实施例7
如图7所示，本基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，为打印而成的一体化装置，包括牙套2、穿刺柱4和连接杆9，所述穿刺柱4中设通孔，为穿刺孔5。所述牙套为咬合牙套，可供上下牙同时咬合来起到固定作用，穿刺柱有2个，每个穿刺柱和牙套之间连有2根连接杆9。
实施例8
如图8所示，本基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，为打印而成的一体化装置，包括固定装置和一个导向装置，所述固定装置包括固定杆1和牙套2，牙套为上牙牙套，能套住上牙4-6颗，所述导向装置包括两根导向杆3和穿刺柱4，所述穿刺柱中设通孔，为穿刺孔5，所述固定装置的固定杆与导向装置的导向杆连接构成连接装置。
实施例9
如图9所示，本基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，为打印而成的一体化装置，包括牙套2、2个穿刺柱4和连接杆9，所述穿刺柱4中设通孔，为穿刺孔5。本装置中，连接装置一端为牙套2，另一端设有两个穿刺柱4。
以上仅为本发明应用的部分实例，具体使用中，考虑到使用习惯及打印设计方便等因素，穿刺柱一般设计为圆柱体，长度一般为10mm左右，通孔内径根据临床不同需求而改变，但是穿刺柱设计成正方体、长方体、圆锥体甚至不规则形状都不影响其使用，只需穿刺柱接触患者面部的一侧不尖锐，且能打出穿刺孔即可。
临床使用中，同一导向杆上一般设一到两个穿刺柱，特殊情况下会设置三个及以上穿刺柱，如面部肿瘤射频或放射粒子置入治疗。为固定穿刺柱，防止其微动，也可在穿刺柱与固定杆之间连接多根导向杆，或者在牙套与穿刺柱之间用多根连接杆连接。
因为目前临床上的穿刺针横截面多为圆形，因此穿刺孔也设计为圆形，如果以后在临床上设计出例如方形、菱形等其他形状的穿刺针，则穿刺孔的形状也应当相应改变。

Claims (7)

1.一种基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，为3D打印而成的一体化装置，包括牙套和至少一个穿刺柱，还包括用于连接牙套和穿刺柱的连接装置，所述穿刺柱中设通孔，为穿刺孔，所述连接装置由与牙套连接的固定杆和与穿刺柱连接的导向杆组成，所述固定杆数量为一根或数根，每根固定杆上连接一根或多根导向杆，每根导向杆上设置一个或多个穿刺柱。
2.根据权利要求1所述的颌面部穿刺导航装置，其特征在于：所述牙套为上牙牙套，能套住上牙4-6颗。
3.根据权利要求1所述的颌面部穿刺导航装置，其特征在于：所述牙套为咬合牙套，通过上下牙同时咬合起到固定作用。
4.根据权利要求1所述的颌面部穿刺导航装置，其特征在于：所述穿刺柱有两个，两个穿刺柱的穿刺孔位于同一条直线。
5.根据权利要求1所述的颌面部穿刺导航装置，其特征在于：所述穿刺柱多于两个，其中任意两个穿刺柱的穿刺孔位于同一条直线，或者不位于同一条直线。
6.一种基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置，为3D打印而成的一体化装置，包括牙套和至少一个穿刺柱，还包括用于连接牙套和穿刺柱的连接装置，所述穿刺柱中设通孔，为穿刺孔，所述连接装置由与牙套连接的固定杆和与穿刺柱连接的导向杆组成，所述固定杆数量为一根或数根，每根固定杆上连接一根或多根导向杆，二根以上的导向杆连接在同一穿刺柱上。
7.一种基于3D打印技术的颌面部穿刺导航装置的制备方法，其步骤包括：
A、对患者包括牙齿在内的颌面区进行CT薄层扫描，获取扫描数据；
B、将扫描数据导入医学建模软件，建立颌面部骨骼的三维立体数字模型，并标注出可能治疗的目标位置，该三维立体数字模型包括患者的齿模；
C、根据立体数字模型，用软件建立到达目标位置的模拟最佳穿刺针道及穿刺深度，最佳穿刺针道需要避开沿路的重要血管和神经；
D、将患者的三维立体数字模型及模拟的最佳穿刺针道数据导入软件中，生成权利要求1所述的穿刺导航装置模型，使得穿刺孔与模拟的最佳穿刺针道相对应；
E、将生成的穿刺导航装置数据导入3D打印装置打印出来即可。
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